Arsen als neuer Baustein des Lebens

Ein Bakterium bringt die fundamentalen Theorien der Biologie ins Wanken: GFAJ-1 fühlt sich unter Bedingungen wohl, unter denen irdisches Leben normalerweise nicht möglich ist.

US-amerikanische Forscher haben im kalifornischen Salzsee Mono Lake zum ersten Mal einen Einzeller entdeckt, der giftiges Arsen aus der Umgebung nicht nur schadlos aufnehmen kann, sondern sogar Teile seiner selbst - zum Beispiel die Erbstubstanz DNA - auf der Basis der hochgiftigen Chemikalie aufbaut. Vorgestellt wird die Entdeckung in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift «Science».

Leben mit neuen chemischen BausteinenLeben ist also unter Bedingungen und auf der Grundlage von Stoffen möglich, wie sie die Biologie bisher ausgeschlossen hat. Das lässt vor allem jene Forscher aufhorchen, die darüber nachdenken, wie ausserirdisches Leben aussehen könnte. Zu diesen Forschern gehört Johannes Leitner, Physiker an der Universität Wien. Er arbeitet dort im Rahmen der Forschungsplattform «Exolife», deren Mitglieder mit der unorthodoxen Hypothese aufsehen erregten, wonach Leben auch mit ganz anderen als den bekannten chemischen Bausteinen möglich sein könnte.

Theorie der sechs Elemente verwerfen«Die Theorie der sechs Elemente, die für alles Leben auf der Erde von essenzieller Bedeutung sind - Kohlenstoff, Wasserstoff, Stickstoff, Sauerstoff, Schwefel und Phosphor - ist hiermit nicht mehr haltbar. Statt Phosphor kann nun auch Arsen verwendet werden», so Leitner. Diese Entdeckung soll nun nach dem Wiener Physiker auch die künftige Strategie nach der Suche nach extraterrestrischem Leben berücksichtigt werden. 

Christian Heuss hat mit Johannes Leitner gesprochen und ihn als erstes gefragt, ob das Exolife-Team die Korken knallen liess als die Existenz des merkwürdigen Arsen-Bakteriums bekannt wurde.

Wasserstoff gilt als künftiger Ersatz fossiler Brennstoffe. Seine sichere Lagerung stell jedoch wegen der hohen Entflammbarkeit ein grosses Problem dar. Forscher der ETH Lausanne haben vergangene Woche eine neue Lösung vorgestellt: Sie wandeln den Wasserstoff in flüssige Ameisensäure um.

Ein kanadisches und ein schweizerisches Unternehmen haben bereits eine Lizenz erworben, um diese Technologie weiterentwickeln zu können.

Tropenländer sollen künftig finanziell unterstützt werden, wenn sie die Abholzung reduzieren: Je weniger Kohlendioxid ein Land durch Waldrodung erzeugt, desto mehr Geld soll es bekommen. Dazu muss aber erst gemessen werden, wie viel Kohlenstoff in einem Wald überhaupt gespeichert ist.

Jährlich werden rund 100 000 Quadratkilometer Wald gerodet, dabei entsteht ein Sechstel des globalen Ausstosses des Treibhausgases Kohlendioxid. Einen finanziellen Anreiz gegen diese hohe Abholzung zu schaffen, scheint dringend notwendig.

Waldrodung ist Haupt-CO2-Sünder«Im Schnitt wurden in den letzten 30 Jahren in Brasilien 20 000 Quadratkilometer Wald vernichtet. Das geschieht meist durch Brandrodung, um Platz für Viehweiden oder Soja-Äcker zu machen.

Dadurch gelangen jährlich allein in Brasilien 500 Millionen Tonnen Treibhausgas Kohlendioxid in die Atmosphäre. Drei mal mehr, als die gesamte Industrie und der gesamte Verkehr Brasiliens an CO2 produzieren», sagt Niro Higuchi, Forstwissenschaftler am Nationalen Institut für Amazonasstudien im brasilianischen Manaus.

Prämien für lebende BäumeWürde man die Zerstörung aller Tropenwälder stoppen, könnte ein Sechstel des weltweiten CO2-Ausstosses vermieden werden - dieser Waldschutz und damit die CO2-Einsparung wäre viel billiger, als wenn zum Beispiel die Industrieländer die gleiche Menge Treibhausgas einsparen müssten. Darum wollen nun die reichen Staaten den Tropenländern für jeden geretteten Quadratkilometer Regenwald eine Prämie bezahlen.

Kohlenstoffgehalt messbar machenAber um das zu ermöglichen muss man wissen, wie viel Kohlenstoff in einem Wald überhaupt gespeichert ist. Und Niro Higuchi, ein zierlicher Mann mit grauen Haare und Brille, hat nun nach über 20 Jahren Arbeiteine einfache Formel dafür gefunden: Niro Higuchi fällte verschiedene Baumarten und zerteilte sie in Zweige, Äste, Stamm - bist zur Wurzel. Dann wurde alles gewogen und daraus eine Formel für die bestimmung des Kohlenstoffs für jede Baumart abgeleitet.

«Nun müssen wir nur noch den Durchmesser eines einzelnen Baumes einen Meter dreissig über dem Boden messen und können mit dem Durchmesser in einer Tabelle das Gewicht des Kohlenstoffs im Baum ablesen. Der Fehler dabei liegt unter fünf Prozent», so Higuchi.

Fleissarbeit, die gemacht werden musste Higuchi ist sich bewusst, dass es sich bei seinen Versuchen um Fleissarbeit handelt, die kaum Inspiration benötigt. Nichtsdestotrotz hat diese Fleissarbeit weitere wichtige Erkenntnisse gebracht. Zum Beispiel, dass es aus Sicht des Klimaschutzes viel besser ist, bestehende Wälder zu erhalten, als sie zu roden und dann wieder aufzuforsten.

Ursprüngliche Urwaldflächen im Amazonas speichern 160 Tonnen Kohlenstoff pro Hektare, nach Komplettrodung wieder aufgeforstete Wälder bringen es aber auch nach 25 Jahren Wachstum nur auf 30 bis 40 Tonnen gespeichertem Kohlenstoff.